(57)【要約】【課題】  ペダル軸の緩みを適切に防止することが可能な自転車用クランクアームを提供すること。【解決手段】  基端ボス部１と、中間アーム部２と、先端ボス部３とを備え、先端ボス部１には、ペダル軸４１取付け用のねじ穴３１が形成されており、先端ボス部３の外面には、ねじ穴３１を囲むようにして、所定内径の座ぐり部３２が形成されている自転車用クランクアームＡであって、座ぐり部３２の底壁３２ａは、同一中心を有する球面の一部である。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端ボス部と、中間アーム部と、先端ボス部とを備え、
上記先端ボス部には、ペダル軸取付け用のねじ穴が形成されており、
上記先端ボス部の外面には、上記ねじ穴を囲むようにして、所定内径の座ぐり部が形成されている自転車用クランクアームであって、
上記座ぐり部の底壁は、同一中心を有する球面の一部であることを特徴とする、自転車用クランクアーム。
【請求項２】
上記球面の中心は、上記ねじ穴の軸心上に位置する、請求項１に記載の自転車用クランクアーム。
【請求項３】
上記座ぐり部の内壁には、Ｃ型バネが内接圧入されている、請求項１または２に記載の自転車用クランクアーム。
【請求項４】
上記座ぐり部の内壁縁部には、上記Ｃ型バネの少なくとも一部を覆う突起が形成されている、請求項３に記載の自転車用クランクアーム。
【請求項５】
上記Ｃ型バネには、不動態化された下地に三酸化クロムおよび酸化第二クロムの非結晶体をバインダとしてフレーク状の亜鉛が積層された表面処理がなされている、請求項３または４に記載の自転車用クランクアーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車用クランクアームに関する。
【背景技術】
【０００２】
自転車の駆動部は、フレームのボトムブラケットに回転支持したクランク軸の両端部に左右のクランクアームが取付けられ、各クランクアームの先端部には、それぞれペダルが取付けられて構成されている。右側のクランクアームの基端ボス部には、前ギアが取付けられる。
【０００３】
従来のクランクアームとしては、たとえば、基端ボス部と、中間アーム部と、先端ボス部とを備えるものがある。図６に示すように、クランクアーム１００の先端ボス部１０３には、ペダル軸１４１をねじこむためのねじ穴１３１が形成されている。そして、この先端ボス部１０３の外面には、ねじ穴１３１を囲むようにして、所定内径の座ぐり部１３２が形成されている。この座ぐり部１３２の底壁１３２ａは、周縁に対して中心が深いテーパ状となっている。このテーパの角度αは、たとえば、ねじ穴１３１の軸心に対して７０〜８０°に設定されている。
【０００４】
座ぐり部１３２には、Ｃ型バネ１０５が内接圧入されている。Ｃ型バネ１０５の厚みは、座ぐり部１３２の内壁に内接圧入された状態において、このＣ型バネ１０５の一部が先端ボス部１０３の外面から突出するように設定されている。
【０００５】
一方、ペダル（図示略）に連結されたペダル軸１４１の一端には、胴付き部１４２を介してねじ軸１４３が延出させられており、ペダル軸１４１は、ねじ軸１４３を先端ボス部１０３のねじ穴１３１にねじ込むことにより、クランクアーム１００に取付けられる。ペダル軸１４１の胴付き部１４２は、工具を係合させるための平坦部１４２ａが形成されていることにより、断面小判形とされている。
【０００６】
以上の構成において、上記ペダルをクランクアーム１００に取付けるべく、ペダル軸１４１の一端のねじ軸１４３を先端ボス部１０３のねじ穴１３１にねじこんでゆくと、ペダル軸１４１の胴付き部１４２の先端面がＣ型バネ１０５に圧接して締結される。この際、座ぐり部１３２の底壁１３２ａがテーパ状であることにより、ペダル軸１４１をねじ穴１３１に締結した状態において、Ｃ型バネ１０５に縮径方向の力が作用してこの力が蓄勢されるので、この蓄勢力がペダル軸１４１の緩み止め作用をなす。したがって、ペダルの取付け確実性が高められる。
【０００７】
しかしながら、自転車の販売においては、輸送コストあるいは陳列スペースを削減するために、クランクアームからペダルを取り外した状態で販売店に輸送され、かつ陳列される。ペダルは、盗難を防止するために支払いカウンタに保管され、販売時に自転車のクランクアームに取付けられるが、車種やメーカが多様である場合、販売される自転車に対応したペダルが取付けられるとは限らない。
【０００８】
たとえば、上記ペダルの製作精度が十分でないために、ねじ軸１４３の加工が適切に行われない場合には、ねじ軸１４３の軸心と胴付き部１４２の先端面とが直交する関係とはならず、ねじ軸１４３の軸心に垂直な面に対して胴付き部１４２の先端面が若干傾いてしまう。このようなペダルをクランクアーム１００のねじ穴１３１にねじこんでゆくと、胴付き部１４２の先端面は、Ｃ型バネ１０５に対して、傾いた状態で旋回しながら圧接されることとなる。この場合、上記先端面とＣ型バネ１０５とは、いわゆる片当りの状態となり、均等な接触圧が得られない。このようなことでは、Ｃ型バネ１０５には縮径による力が適切に蓄勢されず、ペダル軸１４１の緩み止めを十分に図ることができないという不具合があった。
【０００９】
【特許文献１】実用新案登録第３０９５６７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、ペダル軸の緩みを適切に防止することが可能な自転車用クランクアームを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１２】
本発明によって提供される自転車用クランクアームは、基端ボス部と、中間アーム部と、先端ボス部とを備え、上記先端ボス部には、ペダル軸取付け用のねじ穴が形成されており、上記先端ボス部の外面には、上記ねじ穴を囲むようにして、所定内径の座ぐり部が形成されている自転車用クランクアームであって、上記座ぐり部の底壁は、同一中心を有する球面の一部であることを特徴とする。
【００１３】
このような構成によれば、たとえば、上記クランクアームにペダル軸を取り付ける際にＣ型バネを介した構成とする場合に、上記ペダル軸に製作誤差による傾きや偏心などがあっても、上記Ｃ型バネを上記底壁に沿わせることにより、上記ペダル軸に対して均一に接触させることができる。したがって、上記ペダル軸の緩み止めを適切に図ることが可能である。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記球面の中心は、上記ねじ穴の軸心上に位置する。このような構成によれば、上記底壁は上記ねじ穴の軸心について対称な形状となる。したがって、たとえばＣ型バネを上記底壁に沿わせて安定して移動させることができる。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記座ぐり部の内壁には、Ｃ型バネが内接圧入されている。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記座ぐり部の内壁縁部には、上記Ｃ型バネの少なくとも一部を覆う突起が形成されている。このような構成によれば、ペダル軸が取り付けられない状態で販売される場合においても、上記Ｃ型バネが上記座ぐり部から不当に外れることなどを適切に回避可能である。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記Ｃ型バネには、不動態化された下地に三酸化クロムおよび酸化第二クロムの非結晶体をバインダとしてフレーク状の亜鉛が積層された表面処理がなされている。このような構成によれば、上記Ｃ型バネを上記クランクアームに対して少ない摩擦力で摺動させることが可能である。したがって、上記Ｃ型バネを上記ペダル軸にあわせて上記底壁に沿って移動させるのに適している。また、上記ペダル軸から上記クランクアームへと赤錆が広がることを回避することも可能である。
【００１８】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００２０】
図１に示す自転車用クランクアームＡは、本発明の第１の実施形態に係るものであり、自転車の左側においてクランク軸１０に取り付けられるものである。この自転車用クランクアームＡは、基端ボス部１と、中間アーム部２と、先端ボス部３とを備える。中間アーム部２は、やや偏平な断面を有しており、基端ボス部１から先端ボス部３にかけて、やや外方に変位させられている。このような自転車用クランクアームＡは、熱間鍛造による成形が容易なように、たとえば、Ｓ２０Ｃ等の炭素鋼を材料として作成される。
【００２１】
基端ボス部１には、クランク軸１０の端部に形成されたテーパ状角軸部１０ａに嵌合可能なテーパ状角穴１１が形成されている。このテーパ状角穴１１の外方部には、座ぐり部１２が形成されている。クランク軸１０のテーパ状角軸部１０ａの端面には、ねじ穴１０ｂが形成されており、クランク軸１０への基端ボス部１の取付けは、テーパ状角軸部１０ａをテーパ状角穴１１に嵌め込み、そして、テーパ状角穴１１の平均内径より大であって座ぐり部１２の内径より小の外径の頭部１３ａを有するボルト１３をねじ穴１０ｂにねじ込むことにより行なわれる。ボルト１３をねじ込んでゆくと、その頭部１３ａが座ぐり部１２の底部１２ａに係着し、テーパ状角軸部１０ａをテーパ状角穴１１内に強力に引き込むこととなり、テーパ状角軸部１０ａとテーパ状角穴１１との強固なテーパ嵌合状態が達成される。
【００２２】
先端ボス部３には、ペダル軸４１をねじ込むためのねじ穴３１が、基端ボス部１のテーパ状角穴１１と平行な軸線をもつように形成されている。このねじ穴３１の呼び径は、規格によって各社一定である。そして、この先端ボス部３の外面には、ねじ穴３１を囲むようにして、所定内径の座ぐり部３２が形成されている。座ぐり部３２の深さＤは、好ましくは０．４〜０．８ｍｍ、さらに好ましくは、０．６〜０．７ｍｍに設定されている。図２に示すように、この座ぐり部３２の底壁３２ａは、点Ｏを中心とする球面の一部とされている。本実施形態においては、点Ｏは、ねじ穴３１の軸心上にあり、かつ座ぐり部３２よりも図中上方に位置している。これにより底壁３２ａは、ねじ穴３１の軸心について対称な形状となっている。
【００２３】
座ぐり部３２には、Ｃ型バネ５が内接圧入されている。Ｃ型バネ５の厚みは、座ぐり部３２の内壁に内接圧入された状態において、このＣ型バネ５の一部が先端ボス部３の外面から突出するように設定する。この突出高さは、たとえば０．２ｍｍ程度とすることが望ましい。本実施形態においては、Ｃ型バネ５には、不動態化された下地に三酸化クロムおよび酸化第二クロムの非結晶体をバインダとしてフレーク状の亜鉛が積層された表面処理がなされている。このような表面処理としては、たとえば、ダクロタイズド（メタル・コーティングス・インターナショナル・インコーポレーテッド社登録商標）処理がある。
【００２４】
座ぐり部３２の内壁縁部には、突起３２ｂが形成されている。突起３２ｂは、座ぐり部３２の中央に向けて突出しており、Ｃ型バネ５の一部を覆っている。このような突起３２ｂは、たとえばＣ型バネ５を内装圧入した後に、適切な工具などで座ぐり部３２の周辺部に衝撃力を作用させることにより形成することができる。上述したように、クランクアームＡは、Ｓ２０Ｃなどの比較的硬度の低い炭素鋼により製造されているために、突起３２ｂの形成を比較的容易に行うことができる。
【００２５】
上述した構成のクランクアームＡの表面には、錆の発生を防止し、あるいは光沢を与えるために、たとえば、銅・ニッケル・クロムメッキ、またはニッケル・クロムメッキが施される。
【００２６】
図１に示すように、ペダル４は、ペダル本体４０を回転可能に支持するペダル軸４１を備えており、このペダル軸４１の一端には、胴付き部４２を介してねじ軸４３が延出させられている。ねじ軸４３のねじの呼び径もまた、規格によって各社一定であり、これに伴い、胴付き部４２の外径もまた、ほぼ一定である。具体的には、この胴付き部４２の外径は、１８〜１９．５ｍｍの範囲内に収まる。なお、ペダル軸４１は、その強度を保証するため、ボロン鋼などの高硬度金属によって形成されている。また、胴付き部４２には、スパナなどの工具を係合させてペダル軸４１を強力に回転させることができるように、側面に互いに平行な平坦部４２ａが形成された、いわゆる断面小判形となっている。一般的にこの胴付き部４２には、不動態皮膜としての黒錆（四三酸化鉄）を生じさせる、いわゆる黒染め処理が施されている。なお、Ｃ型バネ５の外形は、胴付き部４２の最小径よりも小とされている。
【００２７】
図２に示すように、ペダル４は、そのペダル軸４１の一端のねじ軸４３を先端ボス部３のねじ穴３１にねじ込むことによって、クランクアームＡに取付けられる。上述したように、ペダル軸４１の胴付き部４２に形成された平坦部４２ａにスパナを掛け、ペダル軸４１を回転させながらねじ軸４３を先端ボス部３のねじ穴３１にねじ込んでゆくと、やがて胴付き部４２がＣ型バネ５に接する。この状態からさらにねじ軸４３をねじ込んでゆくと、図３に示すように、Ｃ型バネ５は図中下方へと押し付けられる。底壁３２ａは球面形状であるために、Ｃ型バネ５は縮径する方向に力を受けるため、その外形がｄ１からｄ２となるように縮径されることとなる。なお、ねじ軸４３をねじ込む過程において、図２に示す突起３２ｂは、胴付き部４２により押しつぶされるように除去される。
【００２８】
ここで、自転車の販売においては、輸送コストあるいは陳列スペースを削減するために、クランクアームからペダルを取り外した状態で販売店に輸送され、かつ陳列される。このためペダル４は、盗難を防止するために支払いカウンタに保管され、販売時に自転車のクランクアームに取付けられるが、車種やメーカが多様である場合、販売される自転車に対応したペダル４が取付けられるとは限らない。また、その製作精度にもばらつきがあることが避けされない。たとえば、ねじ軸４３の軸心と胴付き部４２の先端面４２ｂとは理想的には互いに垂直であるが、上記製作精度が劣るほど、先端面４２ｂが垂直状態に対して傾いたものとなるおそれがある。
【００２９】
このようなペダル４がクランクアームＡに取り付けられる場合には、図４（ａ）（ｂ）に示すように、ペダル４はねじ軸４３を中心としてすりこぎ状に回転させられる。このため、先端面４２ｂは、Ｃ型バネ５に対して傾斜した状態で旋回するように押し付けられることとなる。本実施形態においては、座ぐり部３２の底壁３２ａが球面形状とされていることにより、Ｃ型バネ５は、先端面４２ｂが押し付けられて縮径された後に、先端面４２ｂの傾斜角度にあわせて底壁３２ａ上の適所へと移動させられることが可能である。この際、底壁３２ａが球面形状であるので、Ｃ型バネ５を外径が寸法ｄ２の状態で移動させることができる。このため、Ｃ型バネ５は、先端面４２ｂに対して片当りなどすることなく、均一な接触圧で圧接される。したがって、Ｃ型バネ５には、所定の縮径力が蓄勢され、ペダル軸４１の緩み止めに好適である。本実施形態においては、底壁３２ａは、ねじ穴３１の軸心について対称な形状であるために、ねじ穴３１にねじ軸４３がねじこまれる動作にあわせて、Ｃ型バネ５を先端面４２ｂに適切に圧接させながら底壁３２ａに沿って移動させるのに有利である。
【００３０】
また、Ｃ型バネ５は、たとえばダクロタイズド（登録商標）処理が施されている。発明者の試験によれば、ダクロタイズド（登録商標）処理が施された表面は、炭素鋼の素地、もしくはクロームメッキなどが施された表面との摩擦係数が比較的低いことが判明している。このため、Ｃ型バネ５は、先端面４２ｂにより縮径させられるほどに圧接されながらも、球面形状とされた底壁３２ａに沿って滑らかに移動させられることが可能である。さらに、いわゆる黒染めが施された胴付き部４２は、長期間の使用によりいわゆる赤錆が発生しやすいことが知られている。本実施形態においては、クランクアームＡの本体と胴付き部４２とはＣ型バネ５を介して互いに結合されており、直接接触することが無い。Ｃ型バネ５は、ダクロタイズド（登録商標）処理により、たとえば黒染め処理が施された胴付き部４２よりも防食性において格段に優れている。したがって、胴付き部４２に生じた赤錆がクランクアームＡの本体へと付着してクランクアームＡ全体に赤錆が生じることを適切に回避することができる。
【００３１】
本実施形態においては、Ｃ型バネ５が座ぐり部３２に内接圧入されていることに加えて、突起３２ｂによりその一部が覆われている。したがって、たとえば工場から販売店への輸送中や、販売店での展示中にＣ型バネ５が衝撃などにより座ぐり部３２から外れてしまうことを防止するのに適している。
【００３２】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る自転車用クランクアームの要部を示している。
【００３３】
本実施形態においては、座ぐり部３２には内壁が設けられていない点が、上記第１の実施形態と異なっている。座ぐり部３２には点Ｏを中心とする球面形状とされた底壁３２ａが形成されている。この底壁３２ａは、ねじ穴３１の中心から外方に向かう方向に延びた形状とされており、先端ボス部３の図中上面へと繋がっている。
【００３４】
図示されたクランクアームに図外のペダル軸を取り付ける際には、たとえばＣ型バネ５を座ぐり部３２内に載置する。そして、上記ペダル軸のねじ軸をねじ穴３１内へとねじ込み、上記ペダル軸の取り付けを行う。
【００３５】
本実施形態においても、上述した第１の実施形態と同様に、たとえばＣ型バネ５を上記ペダル軸の胴付き部などに適切に接触させて緩み止めの効果を発揮させることができる。また、本実施形態によれば底壁３２ａの面積を比較的大きくすることが可能である。したがって、たとえばＣ型バネ５が移動可能な範囲が大きくなり、上記ペダル軸に対して均一に接触させるのに好ましい。
【００３６】
もちろん、この発明の範囲は上述した実施形態に限定されるものではない。実施形態では、自転車の左側においてクランク軸１０に取付けられるクランクアームに本発明を適用したが、もちろん、基端ボス部１にギアを支持する右側のクランクアームにも、同様に本発明を適用することができる。また、実施形態では、基端ボス部１は、いわゆるコッタレス方式でクランク軸に取付けられるが、コッタ式の取付け構造が採用されるクランクアームにも、同様に本発明を適用することができる。
【００３７】
座ぐり部の底壁を形成する球面の半径は、Ｃ型バネの形状や、ペダル軸の仕様にあわせて適宜変更可能である。また、球面の中心は、ねじ穴の軸心上であることが好ましいが、本発明はこれに限定されず、ペダル軸の構成または製作誤差の状況に応じてねじ穴の軸心から外れた位置に設定しても良い。本発明によれば、上述した構成のペダル軸に限らず、ねじ込み固定式のペダル軸であれば、種々のペダル軸を適切に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るクランクアームの第１の実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】図１のII-II線に沿う断面図である。
【図３】本発明に係るクランクアームの第１の実施形態を示す要部断面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は、本発明に係るクランクアームの第１の実施形態を示す要部断面図である。
【図５】本発明に係るクランクアームの第２の実施形態を示す要部断面図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は、従来のクランクアームを示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
Ａ    クランクアーム
Ｏ    中心
１    基端ボス部
２    中間アーム部
３    先端ボス部
３１  ねじ穴
３２  座ぐり部
３２ａ  底壁
３２ｂ  突起
４１  ペダル軸
４２  胴付き部
【図１】
2006188173.tif 000003
【図２】
2006188173.tif 000004
【図３】
2006188173.tif 000005
【図４】
2006188173.tif 000006
【図５】
2006188173.tif 000007
【図６】
2006188173.tif 000008